旁路电容跟去偶电容只是接法不同吗?什么是旁路电容,什么是耦合电容

2023-10-30 15:58:06 文章来源 :网络 围观 : 评论
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旁路电容跟去偶电容只是接法不同吗?什么是旁路电容,什么是耦合电容

  

旁路电容跟去偶电容只是接法不同吗?什么是旁路电容,什么是耦合电容

  

旁路电容跟去偶电容只是接法不同吗?什么是旁路电容,什么是耦合电容

  旁路电容在电路中的作用是旁路不需要的交流信号或给有用的交流信号提供一个交流通道,而去耦电容的作用是滤除直流电源中的各种交流干扰,使整个电路能够更稳定的工作。不同种类的电容,一般只要其电容量及耐压值等参数符合要求,它们既可以作为旁路电容,亦可以作为去耦电容。下面我们详细介绍一下电路中这两种电容的工作原理及选用。

  旁路电容一般接在放大器的输入端或输出端,用来滤除一些不需要的交流干扰,也有用来给有用的交流信号提供一个交流通道,使其不受衰减。像上图电路中的电容C2即为旁路电容。

  图中的三极管Q1及外围元件组成一个单管放大器,Rb为三极管的基极偏置电阻,发射极接的Re为负反馈电阻,用于稳定Q1的静态工作点。这个电路中若没有电容C2,Re对有用的交流信号也具有负反馈作用,此时会使放大器的交流增益降低,为了消除Re对交流信号的负反馈,一般都在其两端并联一个旁路电容,这样对于交流信号,Q1的发射极相当于直接接地,放大器具有较高的交流增益,这就是旁路电容的作用之一。

  旁路电容一般可以选用铝电解电容、独石电容或瓷片电容,具体选用哪种电容以及选用多大容量的电容作为旁路电容,这要视交流信号的频率而定。像图1所示的低频放大电路中,C2一般选用数十μF的铝电解电容即可,若是高频电路,该电容可以选用几nF到几十nF的瓷片电容或独石电容。

  去耦电容又称退耦电容,是用来滤除直流电源中的各种交流纹波的。像上图中并联在3V电池两端的电容C5即为去耦电容,其作用是防止3V电池用旧后,电池内阻增大,后级电路中较大的交流信号通过电池内阻干扰前级电路的工作。在电池两端并联一个去耦电容后,可以等效为下图所示电路。

  上图中,R为电池的内阻,C2为去耦电容,其与电池内阻R一起组成一个阻容低通滤波电路,RL为前后级放大电路。前后级电路工作时,其交流信号会在R上产生交流压降,若此时没有C2,这个交变的压降会影响到整个放大电路的正常工作,加入C2之后,内阻R两端的交流信号会通过C2构成回路,从而消除了对前后级电路的影响。若电路中的去耦电容处理的是低频信号,此时可以选用数十μF到上千μF的铝电解电容,具体用多大容量的去耦电容,要看负载电流而定,一般负载电流大的,选用的电容容量也要大一些。

  不过,一般的铝电解电容的卷层电感较大,其滤除电源中的高频交流纹波的能力很差,若电源中需要滤除这些高频纹波成分,一般都在铝电解电容两端再并联一个高频滤波效果好的瓷片或独石电容,用这种小容量的电容来滤除高频交流成分。像上图电路中的电容C6,其容量只有0.01μF,电源Vcc中的高频纹波成分主要靠这个小电容来滤除,而电解电容C5的容量较大,可以用来滤除Vcc中的低频纹波成分。

  去耦电容在电路中的作用很重要,若电路中缺少这类电容,可能会影响到整个电路的正常工作,尤其是采用各种IC设计的电路,一般都要在IC的电源引脚处接上去耦电容。像上图中,LM386功放IC的电源端⑥脚所接的100nF电容C1即为高频去耦电容。对于那些采用74HC或CD4000这类CMOS数字IC设计的高速电路,为了使整个电路能够稳定可靠的工作,一般都在每个数字IC的电源端并联一个10~100nF的高频去耦电容。

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  我们知道电容的种类多,应用也很广,电容一般在电路中可以作为滤波、去耦、储能、耦合以及实现旁路等很多功能。问题所提出的去耦和旁路只是电容中两种不同的作用而已。下面我针对电容的这两个问题来谈谈我个人的看法。

  我们先说旁路电容的问题,旁路电容的主要作用是产生一个交流分路,主要是可以滤除掉输入信号中的干扰信号,也可以将交流信号中的高频成分旁路掉。我们常见的旁路电容一般是用电解电容来充当的。例如下面共发射极放大电路中的CE就是一个旁路电容,从图中可以看到这个电容是一个有极性的电解电容。在三极管组成的放大电路中,一般所选用的电解电容的容量都会大一些,一般选择10微法到470微法之间。具体选择多大要根据电路中的瞬时电流的大小来确定,

  对于高频电路中的旁路电容,它一般都是选用的比较小,其范围一般选用0.1微法或者0.01微法的瓷片电容,因为瓷片电容的高频特性比较好,它能更好低滤除掉一些高频干扰信号。对于旁路电容来说,它的主要作用是滤除掉输入信号的干扰杂波。

  去耦电容我们也叫它退耦电容,它的作用是把输出信号中的高频干扰信号作为滤除掉,这样做的目的是防止干扰信号再返回到电源中。去耦电容的容量选择比较大,一般可以选用100纳法到10微法之间,有的电路可以选的更大些。它的安装位置一般都靠近信号的输出位置。

  我们从以上分析可以看出,旁路电容和去耦电容它们之间的主要区别是位置和作用是有所不同 的。以上就是我对这个问题的看法。欢迎朋友们参与讨论,敬请关注电子及工控技术,感谢点赞。

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  旁路电容和去偶电容只是接法不同而已

  一、定义和区别

  旁路(bypass)电容:是把输入信号中的高频成分作为滤除对象;

  去耦(decoupling)电容:也称退耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象。

  去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用,电容所处的位置不同,称呼就不一样了。对于同一个电路来说,旁路电容是把输入信号中的高频噪声作为滤除对象,把前级电路携带的高频杂波滤除。而去耦电容,是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源,这是他们之间的本质区别。

  高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10u或者更大。

  二、作用

  去耦电容主要有2个作用:(1)去除高频信号干扰;(2)蓄能作用;(而实际上,芯片附近的电容还有蓄能的作用,这是第二位)

  高频器件在工作的时候,其电流是不连续的,而且频率很高,而器件VCC到总电源有一段距离,即便距离不长,在频率很高的情况下,阻抗Z=i*wL+R,线路的电感影响也会非常大,会导致器件在需要电流的时候,不能被及时供给。而去耦电容可以弥补此不足。这也是为什么很多电路板在高频器件VCC管脚处放置小电容的原因之一(在vcc引脚上通常并联一个去耦电容,这样交流分量就从这个电容接地。)

  所谓的耦合:是在前后级间传递信号而不互相影响各级静态工作点的元件 有源器件在开关时产生的高频开关噪声将沿着电源线传播。去耦电容的主要功能就是提供一个局部的直流电源给有源器件,以减少开关噪声在板上的传播和将噪声引导到地。 从电路来说,总是存在驱动的源和被驱动的负载。如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作。这就是耦合。 去耦电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰。

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  旁路电容、滤波电容、去耦电容三种叫法的电容,其实都是滤波的功能,只是应用在不同的电路中,叫法和用法不一样。

  a.旁路电容主要对输入信号进行滤波处理;功能主要是要减小电路里面纹波的幅值,从而保证电路正常工作。

  b.滤波电容主要对电源进行滤波处理,功能主要是要减小电源纹波的幅值,从而保证电路正常工作。

  c.去耦电容主要对输出信号的干扰作为滤除对象;功能主要有两个;1、储能,主要是负载瞬态电流发生变化时,电容对负载放,担负局部电源作用;2、阻抗,主要是降低电源系统的交流阻抗。

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